建筑钢材建筑材料汇总ppt课件.ppt

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1、JIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAO1 定义： 建筑钢材是指建筑工程中使用的各种钢材，包括钢结构用的型钢、钢板和钢筋混凝土用的钢筋、钢丝等，以及钢门窗和各种建筑五金等。 钢材具有强度高、塑性和韧性好，能承受冲击和振动荷载，且易于加工和装配等优点，钢材的缺点是易锈蚀和耐火性差。3 应用：JIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHU

2、CAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAO JIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAO 是一种或两种以上的金属元素与某些非金属元素组成的合金的总称。 不透明、有光泽、密度大、导热性和导电性好，常温下为固态结晶体；强度高、弹性模量大、组织均匀密实、可焊、可铆、易于加工、便于装配和机械化施工 。 黑色金属和有色金属两大类。黑色金属是以铁元素为主的铁金属及其合金，如钢、铁；有色金属是除黑色金属以外的其他金属，如铝、铜、金、银等。JIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAI

3、LIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAO 低碳钢 中碳钢：含碳量0.250.6，性质较硬，可淬火、退火，主要用于机械部件。 高碳钢：含碳量大于0.6，性质很硬，一般用于制造工具。 根据碳素钢中硫、磷等杂质含量，碳素钢分为： 普通碳素钢、优质碳素钢、高级优质碳素钢。JIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAO低合金钢 中合金钢： 高合金钢：（1）、结构钢 主要用于结构件和机械零件的钢，一般为低碳或中碳钢。（2）、工具钢 碳刀具、模具、量具等，一般为高

4、碳钢。（3）、特殊性能钢 不锈钢、耐热钢、耐磨钢等。 土木工程中常用的钢种有普通碳素结构钢中的低碳钢和普通合金结构钢中的低合金钢JIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAO钢材拉伸试件伸长率测量JIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAO 通过对低碳钢进行拉伸试验，可

5、测得低碳钢的屈服强度、抗拉强度、伸长率三个重要指标。0pAsBbCD-曲线在该段0A成直线关系，E = /为常量，称为材料的弹性模量。应力极限值。-曲线在该段AB不成直线关系，应力增加较小，应变增加较大，产生较大的塑性变形，应力极限值。BC段，钢材内部组织发生变化，恢复了抵抗变形的能力，应力继续增加，应变也继续增加，应力极限值。s /b称为材料的。CD段，试件抵抗变形的能力迅速下降，伸长变形急剧增加，试件断面在最薄弱处急剧缩小，产生颈缩断裂。试件的按下式计算：n （L1L0）/ L0 。 L0 试件标距长度 ，L1 试件拉断后标距之间的长度。JIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILI

6、AOJIANZHUCAILIAO钢材抵抗冲击荷载的能力。冲击韧性值 M-摆锤质量，kg; g-重力加速度，9.81m/s2; H、h-摆锤冲击前后高度差，m； A-试件槽口处截面积，cm2。 钢材抵抗其他物体压入的能力。常用布氏硬度（HB）表示。AhHmgk)(JIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAO 1、疲劳破坏：受交变荷载的反复作用下。钢材在应力低于其屈服强度的情况下突然发生脆性断裂破坏的现象称为疲劳破坏。2、疲劳强度：钢材在无数次交变荷载作用下（通常以2106次应力循环为基准）不致引起脆性断裂的最大循环应力值称为疲劳强度极限，简称疲劳强度。 3

7、、钢材产生疲劳破坏的原因：由于钢材内部存在局部缺陷，在应力作用下形成细小的裂纹，裂纹尖端处应力集中，加速了裂纹的扩展，最终导致钢材的疲劳断裂。 4、影响钢材疲劳强度的因素： 钢材品种、钢材质量、 组织结构、表面状态、 受力状态等。应力 lgn（n应力循环次数）042610850100JIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAO 钢材在常温下承受弯曲变形的能力。冷弯性能用弯曲角度及弯心直径与试件直径（或厚度）的比值来表示。比值越小，冷弯性能越好。图25 钢筋弯曲实验JIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAO1、焊接

8、性能定义、焊接性能定义2、 可焊性好的钢材的特点可焊性好的钢材的特点易于用一般焊接方法和工艺施焊。 焊接时不易形成裂纹、气孔、夹渣等缺陷。 焊接接头牢固可靠，焊缝及其附近受热影响区的性能不低于母材的力学性能。3、影响钢材可焊性的主要因素、影响钢材可焊性的主要因素主要取决于钢的化学成分：低碳钢有优良的可焊接性 。JIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAO0未冷拉K0K1JIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAI

9、LIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAO 钢材在常温下搁置而产生的时效称为自然时效。一般强度较低的钢筋采用自然时效，冷拉钢筋自然时效需1520天。将冷加工的钢筋加热至100200，保持2小时，称为人工时效。强度较高的钢筋采用人工时效。 土木工程中大量使用的钢筋，同时采用冷拉与时效处理可使钢筋的屈服强度提高20%50%，节约钢材20%30%。 JIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAO 将钢材按一定的制度加热、保温、冷却以改变钢材的内部组织，消除内应力，从而获得所需性能的处理工艺称为热处理。将钢材加热至组织转变温度（723 ）以上

10、，保温一定时间后，在退火炉中缓慢冷却。 退火处理的目的是细化晶粒，改善组织，降低硬度，提高塑性，消除组织缺陷和内应力，防止变形、开裂。将钢材加热到一定温度，然后在空气中冷却的一种热处理工艺。正火的主要目的是细化晶粒，改善组织，降低硬度，提高塑性，消除组织缺陷和内应力，防止变形、开裂。JIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAO将钢材加热至组织转变温度（723 ）以上，保温一定时间后，在水中或油中急剧冷却。将淬火后的钢材加热至组织转变温度（723 ）以下，保温一定时间后，再缓慢冷却。 回火的目的是为消除淬火产生的很大内应力，降低脆性，改善机械性能等。JIA

11、NZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAO质量等级以硫、磷等杂质含量由多到少，分为A、B、C、D四个等级,随A、B、C、D 顺序脱氧方法以“F”表示沸腾钢，“b”表示半镇静钢，“Z”表示镇静钢，“TZ”表示特殊镇静钢，Z和TZ可在钢的牌号中予以省略。例如：Q235-A.F表示屈服点为235MPa的A级沸腾钢； Q255-C. 表示屈服点为255MPa的C级镇静钢。JIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJ

12、IANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAO注：B为试样宽度，a钢材厚度（直径）。JIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAO 碳素结构钢随牌号的增大，含碳量增高，屈服强度、抗拉强度提高，塑性、韧性降低，冷弯性能变差，可焊性下降。 工程中常用的碳素结构钢的牌号为Q235，可用Q235轧制成各种型材和板材。其中Q235-A级钢仅适用于承受静荷载作用的结构，Q235-C和D级钢可用于重要的焊接结构，Q235-D级钢尤其适用于低温环境。 Q195和Q215号钢常用作生

13、产钢钉、铆钉、螺栓及铁丝。 Q255及Q275一般用于生产机械零件和工具。 JIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAO下列结构不宜采用沸腾钢： 焊接结构：重级工作制的吊车梁；温度低于20时的中级工作制的吊车梁；温度低于30时的其他结构。 非焊接结构：温度低于20时的重级工作制的吊车梁或其他结构。JIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAO 牌号表示组成及顺序为：含碳量的万分数、合金元素符号、合金元素平均含量的百分数、脱氧程度符号等4部分。其中合金元素含量是以在合金元素符号右下角加注数字来表示，并规定：当合金元素含

14、量小于1.5时，不脚注；合金元素含量为1.52.5时，脚注“2” 依此类推。低合金结构钢一般均为镇静钢，若为半镇静钢时，则在牌号后加符号“b”。如：16Mn表示平均含碳量为0.16，平均锰含量小于1.5的镇静低合金钢。JIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAO 与碳素钢相比，低合金高强度结构钢具有屈服强度

15、、抗拉强度及韧性高，塑性、可焊性较差，耐低温性能较好，时效敏感性较小等优点，钢材进行合金化，一般利用铁矿石或废铁中原有的金属元素，或者加入少量的廉价元素如硅、锰等，冶炼设备与生产碳素钢的设备相同，因此生产成本与碳素钢相近，在相同的使用条件下可比碳素钢节约用钢量2030 。JIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAO定义：定义：钢材所用的母材：钢材所用的母材：JIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJI

16、ANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAO 工字钢广泛应用于各种建筑结构和桥梁，主要用于承受横向弯曲（压板平面内受弯）的杆件JIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAO 常用于要求承载能力大，截面稳定性好的大型建筑（如高层建筑、厂房等）、桥梁、船舶、起重运输机械、机械基础、支架和基础桩等。JIAN

17、ZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAO 板材是一种宽厚比和表面积都很大的扁平钢材。钢带包括在钢板类内。钢板（包括带钢）的分类： 按厚度分类：（1）薄板（厚度25mm）、（4）特厚板 按生产方法分类：（1）热轧钢板（2）冷轧钢板

18、 按表面特征分类：（1）、镀锌板（热镀锌板、电镀锌板）（2）、镀锡板（3）、复合钢板（4）、彩色涂层钢板JIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAO 钢筋混凝土： 钢筋的作用：JIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAI

19、LIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJI

20、ANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAO 钢材的腐蚀指其表面与周围介质发生化学反应而遭到的破坏。引起锈蚀的介质有潮湿的空气、土壤、工业废气等。 锈蚀使钢材的截面积减少，使结构受力面积减少，局部锈坑的产生可造成应力集中，促使结构早期破坏。锈蚀使钢材材质降低甚至报废，而且除锈工作耗费很大。 JIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAI

21、LIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAO 根据钢材表面与周围介质的不同作用，锈蚀可分为下述两类： 1、化学锈蚀：化学腐蚀在高温潮湿环境中进行较快。 2、电化学腐蚀：钢材与电解质溶液接触而产生电流，形成许多微小微电池从而引起的锈蚀。JIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAO 1、涂敷保护层：涂刷防锈漆、喷塑、电镀（镀锌、镀铬）。 2、设置阳极或阴极保护。 3、合金化：在钢材中加入合金元素制成耐腐蚀的合金钢，如不锈钢。 在空气中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀的一种高合金钢，不锈钢具有美观的表面和耐腐蚀性能好，不必经过镀色等表面处理。 代表性能的有13铬钢，18-铬镍钢等高合金钢。 4、钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土中的钢筋：保证混凝土的密实度、限制水灰比、增加钢筋保护层厚度、限制氯盐外加剂掺入量、掺用防锈剂等。JIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAO 试验表明：